芝能智芯出品

自主移动机器人（AMR）凭借AI技术的赋能，这是一个非常重要的领域，在机器人行业的产业格局中占据重要的地位。

我们从技术视角深入剖析AMR的核心技术架构与AI驱动的创新，探讨其在仓储物流、工业自动化及服务领域的广泛应用。

AMR集成了多模态传感器、SLAM定位、AI路径规划及大语言模型（LLMs）等技术，通过高通等供应商的芯片与生态支持，实现高性能、低功耗的智能决策。

全球AMR市场预计到2029年将显著增长，北美、中国等地成为热点，AMR的感知与导航技术、AI技术供应商（如高通）的价值主张，并展望其在智能工厂与智慧物流中的未来潜力，揭示AI如何推动AMR成为行业变革的引擎。

Part 1

AMR技术架构与AI驱动的创新

全球AMR市场呈现爆发式增长，预计到2029年市场规模将大幅攀升。北美、中国、韩国和欧洲是增长热点，物流、仓储、制造及农业领域需求旺盛。

● 不同层级AMR发展各异：

◎入门级：以割草机器人为主，凭借成本优势占据市场多数份额，适用于家庭与小型商业场景。

◎中级：仓储物流AMR应用最广，如亚马逊仓库中的搬运机器人，通过高通QCS8490等芯片实现高效分拣与配送。

◎高级：非公路车辆（如农业机器人）与工业机械正加速智能化，需IQ-8300等高性能芯片支持复杂任务。

● 多模态感知与SLAM定位技术

AMR的核心在于其感知与定位能力，通过多模态传感器实现对环境的精准理解。

典型的AMR（如黄色仓储机器人）配备2D/3D激光雷达、广角3D深度相机、6轴陀螺仪、加速度计及超声传感器。

这些传感器各司其职：激光雷达提供超20米的精确测距，3D相机捕捉深度信息，陀螺仪与加速度计确保姿态稳定。声纳、飞行时间相机及结构光相机进一步丰富感知手段，适应不同光线与场景需求。

在定位方面，AMR广泛采用同步定位与地图构建（SLAM）技术。基于激光雷达与视觉的SLAM通过追踪环境中的兴趣点，实时构建地图并定位机器人位置。

光流法（Optical Flow）分析像素运动轨迹，增强动态场景的定位精度。多传感器融合（包括GPS、5G、IMU等）进一步提升定位鲁棒性。例如，在仓储环境中，AMR可通过SLAM精确导航至目标货架，误差控制在厘米级。

AI在感知与定位中发挥关键作用。基于深度学习的图像分割与物体检测算法，使AMR能识别货架、障碍物及人员，构建语义化的环境模型。

视觉语言模型（VLM）通过结合视觉与自然语言处理，让AMR理解复杂指令，如“搬运左侧货架上的蓝色箱子”，显著提升任务执行的智能化。

● 导航与避障：AI路径规划与实时控制

AMR的导航与避障能力依赖于场景理解、路径规划及实时控制的协同工作。

◎场景理解通过深度传感器与机器学习生成环境的空间与语义模型，例如区分固定货架与移动人员。

◎路径规划采用基于采样的算法（如RRT或A*），在复杂环境中寻找避障且高效的最优路径。

◎实时控制将规划路径转化为电机指令，通过快速反馈回路实现精准运动。例如，AMR在拥挤的仓库中可动态调整速度与方向，避开突发障碍物。

AI优化了导航与避障的效率。

◎强化学习算法通过模拟复杂场景，训练AMR在动态环境中选择最优路径，减少碰撞风险。

◎设备端机器学习支持实时物体识别，清晰区分目标物体与背景。

例如，高通的神经处理单元（NPU）可在毫秒级完成多目标检与跟踪，确保AMR在高速移动时仍能安全避障。

● 技术融合：从硬件到软件的全栈创新

AMR的智能化得益于硬件与软件的深度融合。

◎硬件层面，AMR配备BLDC电机驱动机械臂与车轮，通信模块（Wi-Fi、5G、U2X）保障连接性，电源管理系统确保长时间运行。中央处理器整合高性能CPU、AI加速器与机器人操作系统（ROS2），支持复杂任务处理。

◎软件层面，AMR集成了自主性（地图绘制、定位、避障）、感知（图像分割、场景理解）、功能安全（故障检测与缓解）及增强人机交互（基于LLMs的自然语言理解）。

高通的骁龙Oryon CPU与NPU提供卓越的计算性能，功耗较x86 CPU降低70%，多线程性能提升2倍。NPU支持变压器加速与大语言模型推理，适配视觉变压器与卷积神经网络，推理性能领先行业。

高通的机器人解决方案栈进一步强化AMR能力，涵盖vSLAM、视觉惯性里程计（VIO）、路径规划及语义分割等功能，支持多相机并发与立体深度计算。

其软件开发套件（SDK）兼容PyTorch、TensorFlow等框架，通过量化感知训练（QAT）优化模型效率，降低部署门槛。这些技术融合使AMR在复杂场景中实现自主作业，与人类协作更加高效。

Part 2

AI技术供应商与AMR市场趋势

高通作为AMR技术供应商的代表，通过芯片、软件栈及生态布局为行业赋能。

其机器人SoC产品线覆盖多场景需求：QCS5430适用于消费级割草机器人，QCS8490/8550面向仓储AMR，IQ-8300/9075支持农业与工业场景。

● 这些芯片具备以下优势：

◎高性能与低功耗：多核CPU与双核AI引擎支持高并发任务，功耗比x86 CPU低68%。例如，QCS8550在仓储AMR中可同时处理多相机数据与路径规划，延迟低至毫秒级。

◎AI与视觉处理：NPU支持变压器与VLM推理，硬件加速的ISP（图像信号处理器）实现8K/4K相机并发、SLAM及多目标跟踪，适配复杂视觉任务。

◎功能安全：部分芯片符合IEC 61508与ISO 26262标准（如ASIL B/D），通过安全链路与可信执行环境保障运行可靠性，满足工业场景的严苛要求。

◎开发便捷性：高通提供机器人SDK与ROS2支持，兼容Linux、Ubuntu等系统，集成vSLAM、路径规划及自主导航功能。开发套件（如RB5、RB6）具备5G连接与边缘AI能力，简化从原型到量产的流程。

高通的生态合作进一步放大其价值。硬件伙伴提供多类型传感器与模块，软件伙伴如Slamcore、Cogniteam提供SLAM与机群管理解决方案，云服务商如AWS Robomaker支持仿真与优化。这种全栈生态降低了AMR开发成本，加速市场化进程。

● 协作机器人（Cobots）与人形机器人是新兴方向。

◎Cobots在制造业中与人类协同装配，商业前景广阔；

◎人形机器人虽面临技术与成本挑战，但在服务与娱乐领域展现潜力。

● AMR的应用场景不断扩展：

◎仓储物流：AMR实现货物搬运、分拣，降低人工成本。例如，京东物流部署的AMR可24小时运行，效率提升30%。

◎工业自动化：AMR执行装配、加工任务，支持智能工厂转型。

◎服务与零售：清洁机器人、导览机器人及货架扫描AMR提升运营效率。

◎农业与建筑：低速自动驾驶AMR用于精准农业与工地巡检，减少人力依赖。

● AI技术的突破为AMR发展注入新动能。

◎深度学习算法优化提升感知精度，强化学习扩展复杂场景的决策能力。例如，强化学习可训练AMR在动态仓库中优化路径，减少20%的运行时间。

◎多模态感知融合（如视觉、激光雷达、超声波）增强环境适应性，边缘计算则通过设备端推理降低延迟，适配实时任务。

大语言模型（LLMs）与视觉语言模型（VLM）重塑AMR的人机交互与任务执行能力。LLMs使AMR理解自然语言指令，VLM结合视觉与语言处理，支持复杂任务，如“在仓库中找到并搬运指定货物”。

高通的AI工具（如神经处理SDK）通过训练后量化（PTQ）优化模型，降低推理功耗，提升边缘部署效率。

● AMR将在行业融合趋势下跨领域应用。

◎智能工厂通过AMR与物联网（IoT）集成，实现生产流程自动化；

◎智慧物流借助5G与机群管理优化配送效率；

◎智能服务领域（如医院、酒店）将部署更多导览与配送AMR。

随着AI算法、边缘计算及5G技术的进步，AMR的自主性与协作能力将进一步提升，开启机器人应用的崭新时代。

小结

自主移动机器人（AMR）在AI技术的驱动下，正成为机器人行业的中流砥柱。

从多模态感知、SLAM定位到AI路径规划，AMR的技术架构展现了硬件与软件的深度融合，高通为我们整理了比较有趣的方案，通过高性能芯片、全栈解决方案及广泛生态，为AMR提供了强大的技术支撑，覆盖从消费级到工业级的多样化需求。

       原文标题 : AI赋能的自主移动机器人（AMR）：高通的技术架构